專利名稱：基于微波傳感的隧道照明智能節(jié)能控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種公路照明技術(shù)，尤其是一種基于微波傳感的隧道照明智能節(jié)能控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前，全國各地的隧道日益增多，其中隧道照明費(fèi)用已占據(jù)了隧道運(yùn)營成本的大部分。加之全球能源緊張，各處陸續(xù)出現(xiàn)“電荒”，導(dǎo)致“拉閘限電”范圍不斷擴(kuò)大，給人民的生活帶來極大的不便。同時(shí)巨大的能耗，既不符合當(dāng)前節(jié)能、低碳、環(huán)保等要求，又阻礙了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。對(duì)于隧道照明的能量浪費(fèi)，傳統(tǒng)的解決方案是按照一年四季的天氣對(duì)隧道中的燈具進(jìn)行開啟或關(guān)閉的設(shè)計(jì)，雖然可以節(jié)約大量的電量，但不一定適應(yīng)隧道照明的實(shí)際情況，反而可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)保守或不安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于微波傳感的隧道照明智能節(jié)能控制方法及裝置，它能智能控制隧道燈的用電情況，在保證正常照明需要的前提下，可有效節(jié)約用電量，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的基于微波傳感的隧道照明智能節(jié)能控制方法，利用微波探測(cè)器感應(yīng)并采集隧道中的車輛通行情況的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理后，通過微波探測(cè)器發(fā)送控制信號(hào)對(duì)隧道燈進(jìn)行調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)智能控制隧道照明用電量的目的。微波傳感器采用脈動(dòng)供電模式，由單片機(jī)產(chǎn)生頻率為2 4KHz，脈寬>15uS的矩形波信號(hào)控制PNP三極管S8550的導(dǎo)通與截止，從而為微波傳感器脈沖供電。這樣能更好的達(dá)到節(jié)能效果?；谖⒉▊鞲械乃淼勒彰髦悄芄?jié)能控制裝置，包括單片機(jī)，在單片機(jī)上連接有微波探測(cè)器，單片機(jī)與電源連接；在微波探測(cè)器上設(shè)有數(shù)據(jù)發(fā)射裝置；另設(shè)有與數(shù)據(jù)發(fā)射裝置對(duì)應(yīng)的隧道智能節(jié)能控制器。所述的數(shù)據(jù)發(fā)射裝置為無線數(shù)據(jù)發(fā)射裝置。這樣可以減少部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸線路，能減少施工，避免開鑿隧道墻體，可以減少維護(hù)壓力。在單片機(jī)上連接有地址編碼處理器。地址編碼處理器可以設(shè)定各個(gè)LED燈的地址，方便LED燈的級(jí)聯(lián)控制。在電源上設(shè)有EMC濾波電路。電路電源在給系統(tǒng)供電的同時(shí)，會(huì)通過連接有EMC濾波電路，進(jìn)而可以防止系統(tǒng)的高頻雜波污染電網(wǎng)以及電網(wǎng)的雜波進(jìn)入系統(tǒng)，從而極大地提高了本系統(tǒng)電源的可靠性。由于采用上述的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用微波傳感器來感應(yīng)并采集隧道中的車輛通行情況的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)發(fā)送至單片機(jī)后，由單片機(jī)根據(jù)車輛通行的情況來控制隧道內(nèi)照明燈的用電量，從而實(shí)現(xiàn)智能控制隧道照明用電的目的。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，所使用的裝置容易制作，使用效果好。


附圖I為本發(fā)明控制裝置的結(jié)構(gòu)示意 附圖2為本發(fā)明的單片機(jī)的電路 附圖3為本發(fā)明的地址編碼處理器的電路 附圖4為本發(fā)明的隧道智能節(jié)能控制器的電路 附圖5為本發(fā)明的電源的電路 附圖6為本發(fā)明的微波傳感器的微波感應(yīng)信號(hào)提取電路 附圖7為本發(fā)明的微波傳感器的放大整形電路圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式基于微波傳感的隧道照明智能節(jié)能控制方法，利用微波探測(cè)器感應(yīng)并采集隧道中的車輛通行情況的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理后，通過微波探測(cè)器發(fā)送控制信號(hào)對(duì)隧道燈進(jìn)行調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)智能控制隧道照明用電量的目的；微波傳感器采用脈動(dòng)供電模式，由單片機(jī)產(chǎn)生頻率為2 4KHz，脈寬>15uS的矩形波信號(hào)控制PNP三極管S8550的導(dǎo)通與截止，從而為微波傳感器脈沖供電，以達(dá)到節(jié)能的目的?；谖⒉▊鞲械乃淼勒彰髦悄芄?jié)能控制裝置的結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括單片機(jī)3，在單片機(jī)3上連接有微波探測(cè)器I，單片機(jī)3與電源4連接，在電源4上設(shè)有EMC濾波電路7 ；在微波探測(cè)器I上連接有無線數(shù)據(jù)發(fā)射裝置5，另設(shè)有與數(shù)據(jù)發(fā)射裝置5對(duì)應(yīng)的隧道智能節(jié)能控制器2 ;在單片機(jī)I上連接有地址編碼處理器6。在使用時(shí)，將微波探測(cè)器I及單片機(jī)3安裝到隧道邊墻7底部高出檢修道80cm處，并使電源4與交流市電連通；并在隧道邊墻7的中部安裝隧道智能節(jié)能控制器9，使每個(gè)隧道照明燈8均對(duì)應(yīng)一個(gè)隧道智能節(jié)能控制器2，并使隧道智能節(jié)能控制器2與隧道照明燈8處于隧道橫向的同一橫截面中，將智能節(jié)能控制器2與隧道照明燈8連接起來。對(duì)于單車場(chǎng)景，當(dāng)微波傳感器I檢測(cè)到下方有車輛時(shí)啟動(dòng)全亮模式，同時(shí)通過數(shù)據(jù)發(fā)射裝置5發(fā)送自身地址數(shù)據(jù)給前方3臺(tái)隧道照明燈8的隧道智能節(jié)能控制器2，控制前方隧道照明燈8啟動(dòng)全亮模式；當(dāng)車輛通過后，隧道智能節(jié)能控制器2接收到其前面一個(gè)隧道照明燈8的地址信息后轉(zhuǎn)為半亮即節(jié)能模式。而對(duì)于多車場(chǎng)景，控制方式跟單車場(chǎng)景相似，不同之處在于當(dāng)前隧道照明燈8的隧道智能節(jié)能控制器2接收到其前面一個(gè)隧道照明燈8的地址信息后不轉(zhuǎn)為半亮模式，而是受制于微波傳感器I的車輛有無檢測(cè)，從而達(dá)到有效及時(shí)地控制隧道照明燈8燈亮度。單片機(jī)3是由51單片機(jī)最小系統(tǒng)組成，構(gòu)成最小系統(tǒng)的基本單元電路包括上電復(fù)位電路、時(shí)鐘電路和電源電路。如圖2所示，單片機(jī)3的18引腳和19引腳接時(shí)鐘電路，XTALl接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入，XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出。第9引腳為復(fù)位輸入端。接上電容，電阻及開關(guān)后夠上電復(fù)位電路，20引腳為接地端，40引腳為電源端。
地址編碼電路6的電路如圖3所示，8位地址撥碼開關(guān)可以自由設(shè)定256組LED燈的地址，方便LED燈的級(jí)聯(lián)控制。隧道智能節(jié)能控制器2為降壓恒流源芯片PT4115驅(qū)動(dòng)。D5為續(xù)流二極管，選取快恢復(fù)型肖特基二極管SS14。R25 =0.1/ ( 20mA*9組)=0. 56歐。電路如圖4所示。電源4的電路如圖5所示，供電電路設(shè)置IA熔斷保險(xiǎn)和壓敏電阻，當(dāng)電路因雷擊或其它因素發(fā)生過流或短路時(shí)熔斷器熔斷，從而保護(hù)系統(tǒng)不被燒壞，C2、C3、L1構(gòu)成EMC濾波電路7，防止系統(tǒng)的高頻雜波污染電網(wǎng)以及電網(wǎng)的 雜波進(jìn)入系統(tǒng)。為了讓系統(tǒng)電源簡(jiǎn)單可靠，選用南京亨乾電子的開關(guān)電源模塊AES12S5-10，該模塊輸出為5V/0. 4A，12V/0. 5A。微波傳感器I的型號(hào)為HB100,它的微波感應(yīng)信號(hào)提取電路如圖6所不，微波傳感器采用脈動(dòng)供電(PW)模式，由單片機(jī)產(chǎn)生頻率為2 4KHz，脈寬>15uS的矩形波信號(hào)控制PNP三極管S8550的導(dǎo)通與截止，從而為微波傳感器HB100脈沖供電以達(dá)到節(jié)能的目的。當(dāng)檢測(cè)到移動(dòng)物體HB100輸出幅度和頻率變化的IF射頻信號(hào)，由RC濾波電路濾除雜波干擾信號(hào)后送至運(yùn)放LM2902同相輸入端進(jìn)行放大；IF輸出信號(hào)采用LM2902構(gòu)成兩級(jí)放大電路進(jìn)行毫伏信號(hào)放大。電路最大電壓增益為Av=256x20=5120，如圖7所示。調(diào)節(jié)電位器R43可以調(diào)節(jié)電路的總增益，從而改變探測(cè)距離。U5C構(gòu)成電壓比較器，當(dāng)ΗΒ100檢測(cè)到移動(dòng)物體，比較器同相端電壓低于反相端電壓，輸出低電平信號(hào)，該信號(hào)送至單片機(jī)外部中斷口引發(fā)CPU中斷。IF輸出當(dāng)物體在ΗΒ100的有效探測(cè)范圍內(nèi)以lm/s的速度相對(duì)于HB100的天線面(非鋁質(zhì)屏蔽罩的那一面為天線面)做徑向移動(dòng)時(shí)，HB100的IF輸出為72Hz/ s, IF的脈動(dòng)輸出頻率與物體相對(duì)徑向移動(dòng)速度成近似線性關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種基于微波傳感的隧道照明智能節(jié)能控制方法，其特征在于利用微波探測(cè)器感應(yīng)并采集隧道中的車輛通行情況的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理后，通過微波探測(cè)器發(fā)送控制信號(hào)對(duì)隧道燈進(jìn)行調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)智能控制隧道照明用電量的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于微波傳感的隧道照明智能節(jié)能控制方法，其特征在于微波傳感器采用脈動(dòng)供電模式，由單片機(jī)產(chǎn)生頻率為2 4KHz，脈寬>15uS的矩形波信號(hào)控制PNP三極管S8550的導(dǎo)通與截止，從而為微波傳感器脈沖供電。
3.一種基于微波傳感的隧道照明智能節(jié)能控制裝置，包括單片機(jī)(3)，其特征在于在單片機(jī)(3 )上連接有微波探測(cè)器(I)，單片機(jī)(3 )與電源(4)連接，在微波探測(cè)器(I)上設(shè)有數(shù)據(jù)發(fā)射裝置(5);另設(shè)有與數(shù)據(jù)發(fā)射裝置(5)對(duì)應(yīng)的隧道智能節(jié)能控制器(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于微波傳感的隧道照明智能節(jié)能控制裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)發(fā)射裝置(5)為無線數(shù)據(jù)發(fā)射裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于微波傳感的隧道照明智能節(jié)能控制裝置，其特征在于在單片機(jī)(I)上連接有地址編碼處理器(6 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于微波傳感的隧道照明智能節(jié)能控制裝置，其特征在于在電源(4)上設(shè)有EMC濾波電路(7)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于微波傳感的隧道照明智能節(jié)能控制方法及裝置，利用微波探測(cè)器感應(yīng)并采集隧道中的車輛通行情況的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理后，通過微波探測(cè)器發(fā)送控制信號(hào)對(duì)隧道燈進(jìn)行調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)智能控制隧道照明用電量的目的。本發(fā)明采用微波傳感器來感應(yīng)并采集隧道中的車輛通行情況的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)發(fā)送至單片機(jī)后，由單片機(jī)根據(jù)車輛通行的情況來控制隧道內(nèi)照明燈的用電量，從而實(shí)現(xiàn)智能控制隧道照明用電的目的。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，所使用的裝置容易制作，使用效果好。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102630116SQ20121013065
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月29日
發(fā)明者何中明, 周健祥, 夏開宗, 潘剛, 許瑞寧, 謝濤 申請(qǐng)人:貴州大學(xué)